Приложение х
(Обязательное)
Методика оценки технического состояния щёточно-контактного аппарата гидрогенераторов
Х.1 Введение.
Щеточно-контактный аппарат (ЩКА) является слабым конструктивным узлом, требующим постоянного надзора и устранения возникающих дефектов без останова и изменения режима работы гидрогенератора. По характеру возникновения дефекты ЩКА классифицируются как перемежающиеся (многократно возникающие и самоустраняющиеся), внезапные (скачкообразное ухудшение одного или нескольких параметров) и постепенные (медленное ухудшение параметров).
В настоящее время на ГЭС проводят постоянный, не реже двух раз за смену осмотр ЩКА, тем не менее, значительная часть его отказов носит внезапный характер. Это указывает на то, что развивающийся дефект не выявляется при осмотре, или его развитие происходит за время, меньшее промежутка между двумя осмотрами. В любом случае во избежание аварий ЩКА на мощных гидрогенераторах необходим переход к непрерывному контролю его состояния. В процессе работы генератора в результате трения щеток и протекания тока на поверхности колец образуется пленка – политура, оказывающая положительное влияние на механические свойства трущейся пары щетка-кольцо и на электрические свойства скользящего контакта. Коэффициент трения щетки о кольцо существенно зависит от величины тока, проходящего через щетку, причем наибольшее значение он имеет при бестоковой работе щетки. Например, у щеток марки ЭГ-2АФ коэффициент трения в бестоковом режиме достигает значения 0,35, а при плотности тока 10 А/см 2 он составляет 0,014, т.е. в 25 раз меньше. Для щеток марки 611ОМ значения коэффициента трения соответственно 0,15 и 0,04. Аналогичные соотношения наблюдаются и для скоростей износа щеток. При нормальной работе износ щеток за 1000 часов работы составляет от 1,5 до 8,5 мм для положительного полюса и от 1,5 до 16 мм для отрицательного полюса. При этом кольца истираются от 0,05мм до 0,4 мм (большие значения относятся к более мощным генераторам).
В процессе работы ЩКА находится под воздействием факторов, которые можно разделить на 3 класса: электрические, механические и атмосферные. Сочетания этих факторов могут приводить к возникновению разнообразных дефектов. Статистические данные показывают, что наиболее часто встречающиеся неисправности ЩКА – это загрязнение, износ и бой контактных колец, износ щеток, искрение щеток и повреждение щеткодержателей. Значительная часть отказов обусловлена повреждениями токоподвода в месте его крепления к щетке из-за недостатков технологии производства.
Сценарии развития этих дефектов, построенные на основе анализа повреждений ЩКА, показаны на рисунке 1, из которого следует, что любое нарушение в работе ЩКА сопровождается увеличением степени искрения щеток, поэтому регистрация искрения является лучшим способом контроля состояния ЩКА. Все другие методы имеют те или иные недостатки и, как показала практика, не обеспечивают безаварийную работу ЩКА.
Рис. 1. Сценарии развития дефектов ЩКА.